Устройство для возбуждения электрической дуги Советский патент 1991 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности, оно предназначено для сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, например для сварки с применением робототехнических комплексов и автоматической сварки с управлением от микропроцессорных систем

Цель изобретения - обеспечение стабильного возбуждения дуги за счет точности дозирования энергии, необходимой для возникновения дуги, повышение качества сварных соединений и устранение помех.

На чертеже приведена схема устройства для возбуждения дуги

Устройство содержит горелку с рабочим электродом 1 и подвижным дополнительным электродом 2, закрепленным через изолятор в охлаждаемом корпусе 3, там же расположен фотодиод 4 с оптическим фильтром 5 Сверху на корпус навинчено защитное сопло 6, закрывающее от света фотодиод 4 и одновременно создающее поток защитного газа для защиты электродов 1 и 2 и изделия 7 от воздействия атмосферного воздуха. Сварочный контур содержит источник 8 питания, в цепь дополнительного электрода включен ограничительный резистор 9 Фотодиод 4 подключен параллельно входу электрического фильтра 10, выход которого подключен к первому входу компаратора 11, второй вход которого подключен к задающему устройству 12 Выход компаратора 11 подключен паралО

со

ГС

О

1 ел

лельно входу усилителя 13. Нагрузкой усилителя 13 является исполнительное устройство, выполненное в виде электромагнита 14, который через тягу 15 и рычаг 16 связан с дополнительным электродом 2.

При включении источника 8 питания дуги ток проходит через ограничительный резистор 9, дополнительный и рабочий электроды 1 и 2, при этом рабочий и дополнительный электроды нагреваются, излучаемый световой поток, пройдя через оптический фильтр 5, который оставляет узкий спектр в инфракрасной области излучения, попадает на фотодиод 4. Сигнал с фотодиода 4 поступает на вход активного электрического фильтра 10, отсеивающего флук- туационные составляющие сигнала, одновременно усиливающего полезный сигнал, который далее поступает на первый вход компаратора 11. Этот сигнал сравнивается с сигналом с задающего устройства 12, который поступает на второй вход компаратора. При равенстве сигналов на обоих входах компаратор 11 вырабатывает сигнал, который усиливается усилителем 13, и происходит срабатывание исполнительного электромагнита 14, сердечник которого втягивается и через тягу 15 и рычаг 16 отводит дополнительный электрод 2 от рабочего 1, при этом образуется дуга между электродами, которая затем под действием собственного электромагнитного поля сварочного контура перебрасывается между рабочим электродом 1 и изделием 7.

Устройство было реализовано с применением источника питания дуги ТИР-315, в качестве приемника излучения служил фотодиод ФД-9К, при этом уровень сигнала с задающего устройства соответствовал 3,5 В, ток в цепи дополнительного электрода изменяли от 20 до 60 А, время срабатывания изменялось от 0,5 до 2,0 с, причем во всех случаях наблюдалось стабильное возбуждение дуги.

По сравнению с базовым объектом-прототипом предлагаемое устройство повышает стабильность возбуждения дуги за счет

обеспечения точности дозирования энергии, необходимой для возбуждения дуги. Устройство получает непосредственную информацию о тепловом состоянии электродов

и, таким образом, можно задавать порог срабатывания исполнительного механизма. Повышение качества сварного соединения достигается за счет уменьшения вероятности обгорания электродов, что вызывает попадание материала электрода в металл сварного шва. Уменьшение уровня помех позволяет применять данное устройство в составе сварочных робототехнических комплексов и автоматизированных систем управления технологическим процессом (РТК

и АСУТП), причем в последнем случае регистрирующая часть устройства может быть использована для получения информации от зоны сварки в инфракрасном диапазоне.

20

Формула изобретения

Устройство для возбуждения электрической дуги, содержащее охлаждаемый корпус, рабочий электрод и подвижный электрод, связанный тягами с исполнительным устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности возбуждения дуги путем обеспечения точности дозирования энергии, повышения качества сварного соединения и устранения помех, оно снабжено фотодиодом, закрепленным в охлаждаемом корпусе, оптическим и электрическим фильтрами, усилителем, задающим устройством и компаратором, а исполнительное устройство выполнено в виде электромагнита, причем

фотодиод подключен параллельно входу электрического фильтра, выход фильтра подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к задающему устройству, а выход компаратора подключей через усилитель к исполнительному устройству, при этом оптический фильтр установлен перед окном светоприемника фотодиода.

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов. Цель изобретения - обеспечение стабильного возбуждения дуги за счет точности дозирования энергии, необходимой для возникновения дуги, и повышение качества сварных соединений Устройство содержит горелку с рабочим и дополнительным электродом и фотодиод с оптическим фильтром Сварочный контур содержит источник питания, а в цепь дополнительного электрода включен ограничительный резистор При включении источника питания дуги ток проходит через ограничительный резистор, дополнительный и рабочий электроды При этом рабочий и дополнительный электроды нагреваются, излучаемый при этом световой поток попадает на фотодиод Сигнал с фотодиода поступает на вход активного электрического фильтра, который отсеивает флук- туационные составляющие сигнала, одновременно усиливая полезный сигнал, который сравнивается с сигналом с задающего устройства. При равенстве сигналов на обоих входах компаратора вырабатывается сигнал, который усиливается усилителем, и происходит срабатывание исполнительного элек тромагнита, сердечник которого втягивается и через тягу и рычаг отводит дополнительный электрод от рабочего Образуется дуга между электродами, которая затем перебрасывается между рабочим электродом и изделием 1 ил ю (Л